用于沿着路段确定摩擦改性剂的有效性的系统和方法

用于沿着路段确定摩擦改性剂的有效性的系统和方法
【专利摘要】一种方法，包含当至少一个车辆系统通过路段时，从至少一个车辆系统获取沿着路段的不同位置处的蠕滑测量和牵引/制动测量。该方法还包含计算不同位置处的路段的摩擦学特性。摩擦学特性基于来自至少一个车辆系统的蠕滑测量和牵引/制动测量。摩擦学特性指示不同位置处的路段的摩擦系数。该方法还包含基于摩擦学特性来确定应用于路段的摩擦改性剂的有效性。
【专利说明】用于沿着路段确定摩擦改性剂的有效性的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年6月12日提交的美国临时专利申请号61/834395的权益，其通过引用整体并入本申请中。

【背景技术】
[0003]本文描述的主题的实施例涉及确定车辆系统通过的路线条件的系统和方法。
[0004]车辆系统为沿着路线推进该车辆系统提供牵引力的能力依赖于推进生成组件(例如，车轮)和路面之间的摩擦。监测并控制摩擦可使得操作成本降低。例如，铁路车辆系统的路线(例如，机车、有轨电车路线、单轨铁路、地铁、矿山设备等)通常包含车辆系统通过的轨道(例如，铁轨)。在很多情况下，这些铁路车辆系统施加的力在轨道的铁轨上以及铁路车辆系统的某些组件上提供了大量的应力和磨损。铁路所有者通常监测铁轨状况以保证机车能高效地运行。例如，通常期望的是铁轨的摩擦系数(COF)(或者其他摩擦指标)在指定的范围内以(a)降低铁轨的磨损以及机车车轮的磨损和/或(b)在铁轨和车轮之间获得期望的附着力。为此，铁路可将润滑剂用于铁轨以降低COF。COF的降低不仅仅降低了铁轨和车轮的磨损，而且也能节约燃料。在其他情况下，铁路可期望较高的附着力并因此使用增加车轮和铁轨之间附着力的物质。
[0005]为了监测COF或其他摩擦度量，铁路可沿着铁轨测试一些点。例如，一个月一次(或其他频率)，铁路可沿着轨道的一段、比如轨道的曲线进行一系列测量。这段轨道可延伸一段相当大的距离，比如半英里或一英里。测量通常手动进行，其中巡视员带着摩擦仪行驶在铁轨上沿着轨道行进。
[0006]然而，这个传统的测量过程是繁琐的并且耗费相当大量的时间。在一些场合中，该过程甚至会打断铁路交通。此外，铁路通常负责监督数千英里的轨道并且可具有数百个经常被测试的路段。可能必需数百个仪器来充分地监测这些路段。这些仪器可能不时地发生故障或具有一未被发现的测量偏差，该偏差会导致不正确的数据。因此，监测铁轨的花费会非常大并且难以管理。


【发明内容】

[0007]在一个实施例中，提供一种方法，该方法包括当至少一个车辆系统通过路段时，从至少一个车辆系统获取沿着路段的不同位置处的蠕滑测量和牵引/制动测量。该方法还包含计算不同位置处的路段的摩擦学特性。摩擦学特性基于来自至少一个车辆系统的蠕滑测量和牵引/制动测量。摩擦学特性指示不同位置处路段的摩擦系数。该方法还包含基于摩擦学特性来确定应用于路段的摩擦改性剂的有效性。
[0008]在另一实施例中，提供了一种系统(例如，监测系统)，该系统包含接收器，该接收器被配置为当至少一个车辆系统通过路段时，从至少一个车辆系统接收沿着路段的不同位置处的蠕滑测量和牵引/制动测量。该系统还包括计算模块，该计算模块被配置为计算不同位置处的路段的摩擦学特性。摩擦学特性基于来自至少一个车辆系统的蠕滑测量和牵引/制动测量。摩擦学特性指示不同位置处的路段的摩擦系数。该系统还包含分析模块，该分析模块被配置为基于不同位置处的摩擦学特性来确定应用于路段的摩擦改性剂的有效性。
[0009]在另一方面，提供了一种系统(例如，车辆系统的控制系统)，该系统包括车辆控制模块，该车辆控制模块被配置为控制车辆系统的牵引和制动操作。该系统还包含测量模块，该测量模块被配置为当至少一个车辆系统通过路段时，从至少一个车辆系统接收沿着路段的不同位置的处蠕滑测量和牵引/制动测量。该系统还包含发射器，该发射器被配置为从车辆系统传输蠕滑测量和牵引/制动测量。车辆控制模块被配置为将第一车轮组的牵引力增加指定量并且将第二车轮组的牵引力减少指定量，从而维持车辆系统的总牵引力。测量模块被配置为当第一和第二车轮组分别以增加的和减少的牵引力操作时，获取蠕滑测量和牵引/制动测量。
[0010]根据本公开的第一方面，提供一种方法，该方法包括:
[0011]当至少一个车辆系统通过该路段时，从至少一个车辆系统获取沿着路段的不同位置处的蠕滑测量和牵引/制动测量；
[0012]计算不同位置处的路段的摩擦学特性，该摩擦学特性基于来自至少一个车辆系统的蠕滑测量和牵引/制动测量，其中摩擦学特性指示不同位置处的路段的摩擦系数；以及
[0013]基于摩擦学特性来确定应用于路段的摩擦改性剂的有效性。
[0014]本公开第一方面的方法，其中获取蠕滑测量和牵引/制动测量包括获取至少一个车辆系统的贯穿路段的一系列蠕滑测量和牵引/制动测量。
[0015]本公开第一方面的方法，其中路段为至少2千米长并且其中对路段平均每50米至少获取一次蠕滑测量和牵引/制动测量。
[0016]本公开第一方面的方法，其中从至少一个车辆系统获取蠕滑测量和牵引丨制动测量包含响应于第一车轮组的牵引力增加指定量和第二车轮组的牵引力减少指定量从而维持至少一个车辆系统的总牵引力来获取蠕滑测量和牵引/制动测量。
[0017]本公开第一方面的方法，其中从至少一个车辆系统获取蠕滑测量和牵引/制动测量包含牵引/制动测量表示不同位置处的最大牵引力。
[0018]本公开第一方面的方法，其中根据操作计划来操作至少一个车辆系统，该操作计划包含对于至少一个车辆系统的一个或者多个推进力生成车辆的、提供指定的牵引力或指定的制动力的至少一个的预定指令。
[0019]本公开第一方面的方法，其中至少一个车辆系统包含至少一个机车并且其中多个蠕滑测量和多个牵引/制动测量从至少一个机车获取。
[0020]本公开第一方面的方法，进一步包括当至少一个其他分别的车辆系统通过路段时，从至少一个其他分别的车辆系统获取蠕滑测量和牵引/制动测量，其中计算路段的摩擦学特性包含使用来自至少一个其他分别的车辆系统的蠕滑测量和牵引/制动测量。
[0021]本公开第一方面的方法，其中获取蠕滑测量和牵引/制动测量包含在非车载的监测系统获取蠕滑测量和牵引/制动测量，至少一个车辆系统为沿着路段行进的多个分别的车辆系统。
[0022]本公开第一方面的方法，其中摩擦学特性为附着系数或者基于或表示附着系数。
[0023]根据本公开的第二方面，提供一种系统，该系统包括:
[0024]接收器，该接收器被配置为当至少一个车辆系统通过路段时，从至少一个车辆系统接收沿着路段的不同位置处的蠕滑测量和牵引/制动测量；
[0025]计算模块，该计算模块被配置为计算不同位置处的路段的摩擦学特性，该摩擦学特性基于来自至少一个车辆系统的蠕滑测量和牵引/制动测量，其中摩擦学特性指示不同位置处的路段的摩擦系数；以及
[0026]分析模块，该分析模块被配置为基于不同位置处的摩擦学特性来确定应用于路段的摩擦改性剂的有效性。
[0027]本公开第二方面的系统，其中分析模块被配置为将不同位置处的摩擦学特性与不同位置处的期望的摩擦学特性进行比较。
[0028]本公开第二方面的系统，其中分析模块被配置为识别路段的一个或者多个区域，该一个或者多个区域具有第一指定阈值以下的摩擦改性剂的量，以及识别路段的一个或者多个区域，该一个或者多个区域具有第二指定阈值以上的摩擦改性剂的量。
[0029]本公开第二方面的系统，其中接收器被配置为接收与路况相关的补充数据并且分析模块被配置为使用补充数据来补偿路况以确定摩擦改性剂的有效性。
[0030]本公开第二方面的系统，其中接收器被配置为从至少一个车辆系统来接收贯穿路段的一系列的蠕滑测量和牵引/制动测量。
[0031]本公开第二方面的系统，其中路段为至少2千米长并且其中对路段平均每50米至少获取一次蠕滑测量和牵引/制动测量。
[0032]根据本公开的第三方面，提供一种系统，该系统包含:
[0033]车辆控制模块，该车辆控制模块被配置为控制车辆系统的牵引和制动操作；
[0034]测量模块，该测量模块被配置为当至少一个车辆系统通过路段时，从车辆系统获取沿着路段的不同位置处的蠕滑测量和牵引/制动测量；以及
[0035]发射器，该发射器被配置为从车辆系统传输蠕滑测量和牵引/制动测量；
[0036]其中车辆控制模块被配置为将第一车轮组的牵引力增加指定量并且将第二车轮组的牵引力减少指定量从而维持车辆系统的总牵引力，测量模块被配置为当第一和第二车轮组分别以增加的和减少的牵引力操作时，获取蠕滑测量和牵引/制动测量。
[0037]本公开第三方面的系统，其中测量模块被配置为在车辆系统以指定节流阀设置进行操作时获取车辆系统的蠕滑测量和牵引/制动测量，该牵引/制动测量表示不同位置处的最大牵引力。
[0038]本公开第三方面的系统，其中车辆控制模块被配置为根据操作计划控制车辆系统，操作计划包含对于车辆系统的一个或者多个推进力生成车辆的、提供指定的牵引力或指定的制动力的至少一个的预定指令。
[0039]本公开第三方面的系统，其中车辆系统包括多个机车，计算模块被配置为从多个机车获取蠕滑测量和牵引/制动测量。

【专利附图】

【附图说明】
[0040]图1为通过轨道的车辆系统的一实施例的示意图。
[0041]图2为根据一实施例的两个相互链接的推进力生成车辆的示意图。
[0042]图3图示了根据一实施例的方法的流程图。
[0043]图4图示了具有典型的牵引-蠕滑曲线的图。
[0044]图5图示了包含典型的曲线的图，该曲线示出了所计算的摩擦学特性和路段内位置之间的关系。

【具体实施方式】
[0045]本文描述的发明主题的实施例包括用于监测车辆系统通过的路线的一个或者多个摩擦学特性的方法和系统。摩擦学是工程学中涉及表面、比如定义了轮轨接触面的两个表面之间的摩擦、磨损和/或润滑的一个分支。摩擦学可被用于描述用于路段的摩擦改性剂的有效性。例如，在摩擦改性剂被应用于路线的感兴趣区域之后，通过路线的车辆系统沿着路线的表面散布摩擦改性剂。可以期望知晓摩擦改性剂是否在超出感兴趣区域散布和/或在感兴趣区域中存在的摩擦改性剂是否足以获得目标效果。这样一来，实施例可获取和/或分析摩擦学数据以确定沿着路线设置的摩擦改性剂的有效性。在一个特定的实施例中，实施例可获取和/或分析摩擦学数据以确定沿着铁路车辆系统(例如，机车)行进的指定轨道段设置的摩擦改性剂的有效性。摩擦学数据提供与沿着路线的摩擦相关的信息。摩擦学数据可包括，例如，摩擦系数(或摩擦系数)、附着系数、或沿着路线位于不同位置的其他摩擦度量。
[0046]车辆系统包含至少一个推进力生成车辆，其生成车辆牵引力(12)以用于推进车辆系统。推进力生成车辆也可生成车辆制动力(册)以减慢或停止车辆系统。车辆系统可包含多个推进力生成车辆。在这样的例子中，可设置多个推进力生成车辆以形成一个单独的车辆编组或多个车辆编组。在一些实施例中，单独的车辆编组的推进力生成车辆被配置为彼此通信以协调车辆12和/或车辆82。车辆系统也可包含多个车辆编组。在一些情况下，车辆编组可与另外一个通信。
[0047]虽然本文描述的涉及铁路车辆、机车、轨道等，但并不是所有的实施例都如此限制。本文描述的发明主题可与一个或者多个其他车辆和路线相联系，比如:沿着公路行进的汽车。因此，在一些例子中，术语铁路车辆和轨道(或铁轨)可使用更为广泛的车辆和路线的术语进行替换。
[0048]如本文所使用的，“车辆！'2”指的是由单独推进力生成车辆(例如，机车)提供的牵引力。“车轴12”指的是由推进力生成车辆单独的车轮组或车轴提供的牵引力。在一些情况下，推进力生成车辆可具有可个别控制的车轮组。例如，在单独的机车上的牵引电机可被选择地控制以使得它可能在机车的车轮组之间提供不同的牵引力和/或制动力。第一车轮组可提供3(^16 (大约13，6001?) 12并且第二车轮组可提供1(^16 (大约4，5001?) 12。因此，第一和第二车轮组的车轴12分别为3(^16(大约13，6001?)和大约4，5001?)。“系统12”指的是由车辆系统提供的全部的牵引力，其可包含多个推进力生成车辆和仅一个推进力生成车辆。因此，有些情况下车辆系统仅有单独的一个推进力生成车辆，系统12等于车辆丁2。
[0049]路段是路线的一部分，路线包含感兴趣的区域以及优选地，从感兴趣区域延伸的一个或者多个基线部分。路段可指的是包含铁路车辆系统(例如，机车)的实施例的“轨道段”。感兴趣路段可已经具有在感兴趣区域中对铁路直接应用的摩擦改性剂。如此一来，感兴趣区域也可指的是路线的表面改性部分。感兴趣区域的非限制示例包含弯道、繁忙段或被环境条件(例如，降雪、树叶、泥巴等)影响的段。在一些情况下，可以推测到摩擦改性剂已经超出感兴趣区域散布并进入基线部分。
[0050]感兴趣区域可为整个路段或仅为路段的一部分。路段精确的长度和尺寸可在分析摩擦学数据之前或仅接在分析摩擦学数据后被确定。例如，虽然可以知晓的是在分析前，摩擦改性剂被直接应用在里程标214和里程标215之间，可能不知晓的是在里程标214和里程标215之外的散布程度。因此，仅接在分析数据后才可能确定的是路段在例如里程标213和里程标216之间延伸。
[0051]本文描述的实施例可获取当车辆系统沿着路段行进时的蠕滑测量和牵引/制动测量。蠕滑测量可基于在车辆系统操作期间的一个或者多个车轮的滑移量。如果推进力生成车辆的每个车轮都在以这样一个角速度旋转，即角速度的实际圆周速度比实际车速稍高(由于牵引力)或稍低(由于制动力)，车速可指的是推进力生成车辆的“地面速度”或“轨道速度”，则可获取最大的牵弓I力或制动力。车轮速度和轨道速度之间的不同可被称作“滑移速度”。滑移速度可有相对低的限制值，以该滑移速度可以实现峰值牵引力和制动力。这个值，其可以被称作“最大蠕滑速度”或“最佳蠕滑”，可依赖于轨道速度和铁轨状况而变化。假如没有超出最大蠕滑速度，滑移速度就是正常的并且推进力生成车辆将以稳定的微滑移或蠕滑模式进行操作。但是如果轮轨附着力被降低或失去，一些或全部车轮可过度滑移。换言之，当实际滑移速度比最大蠕滑速度大时，车轮可滑移。这样可造成车轮滑移的情况。发生在牵引力操作期间的车轮滑移情况可包含一个或者多个空转的车轮。在制动操作的期间发生的车轮滑移情况可包含一个或者多个滑动或打滑车轮。
[0052]蠕滑测量也可称作或标识为车轮滑移、车轮蠕滑、滑移速度。在一些实施例中，蠕滑测量可被表达为当前速度(例如，地面速度、轨道速度)的百分比或高于/低于当前速度的值。在一些实施例中，至少部分地通过计算地面速度(例如，推进力生成车辆或车辆系统行进的速度)和车轮速度(例如，车轮的角速度)之间的差来获取蠕滑测量。蠕滑测量可以其他方式来获得。例如，可通过牵引力电机电流的突变或牵引力发动机或轴的每分钟转数(rpm)的突变来检测蠕滑测量。检测蠕滑测量的其他方式可包含在牵引电机或驱动轴上使用旋转传感器。也可使用其他方式的获取蠕滑测量。
[0053]可在近似相同的时间获得蠕滑测量和牵引/制动操作以使得可获取关于沿着轨道的指定部分或点的有用的摩擦学数据。例如，可同步地、并发地、或在彼此之后立即地获得测量。在一些实施例中，一个蠕滑测量与一个牵引/制动测量相关或关联。在其他实施例中，然而，多个蠕滑测量可与一个牵引/制动测量相关或关联或者一个蠕滑测量可与多个牵引/制动测量相关或关联。作为一个实例，第一、第二和第三牵引测量可分别在30米、60米以及90米处获取，但是只有一个蠕滑测量可在30米和90米之间获取。在这样的示例中，当分析摩擦学数据时，单独的蠕滑测量可与第一、第二和第三牵引测量中的每个配对。
[0054]在一些情况下，多个测量(例如，蠕滑和/或牵引/制动)的平均值可被计算并且平均测量可被传输。在一些情况下，当其他测量与推进力生成车辆相关联作为一个整体时，一个或者多个测量可特定于轴或车轮组。例如，蠕滑测量可与机车相关联，但是牵引/制动测量可与机车的特定车轮组相关，或者反之亦然。彼此相关联的蠕滑和牵引/制动测量也可与轨道的特定区域相关联。通过示例的方式，沿着轨道的区域(例如，0.25km到0.28km)可与所计算/所检测的蠕滑测量相关联并且与所计算/所检测的TE测量相关联。
[0055]牵引/制动测量(其也被称作“至少一个牵引和制动测量”)包括基于或指示牵引力(或马力)的测量和基于或指示制动的测量。可通过监测或检测电机特性来获取牵引/制动测量，比如电机电流、电机即1、电机转矩和电机功率。在一些情况下，可通过监测或检测车辆间力(例如，使用机车和载重之间的耦接挂钩)或测量车辆速度来获得牵引/制动测量。呢可以动力必须在不使车轮滑移的情况下移动列车的力的量为特点。呢可通过传感器来检测和/或可通过获得其他测量来计算。可通过将附着系数乘以恰当的重量参数(例如，机车的重量、每个轴重量等)来计算12。更具体地，最大12值可与重量和附着力成正比。呢也可通过马力除以速度来计算。可以与获得12测量相似的方式来获得制动测量。
[0056]如本文所述，实施例可使用蠕滑测量和牵引/制动测量以确定摩擦学特性，摩擦学特性然后被用于确定摩擦改性剂(例如，润滑剂、沙或其他物质和空气)的有效性。摩擦学特性可为附着系数、⑶？等。摩擦改性剂可增加或减少摩擦。例如，润滑可降低或附着系数，而沙子可增加⑶？。在一些情况下，可在通过吹空气或用另一表面进行擦拭以试图移除至少一些摩擦改性剂之后来计算得到摩擦学特性。
[0057]在一些实施例中，在车辆系统的正常操作期间来获得测量。例如，可不用偏离操作计划或不用偏离操作者(例如，工程师)的输入或指令来获得测量。操作计划，其也可被称为旅程计划或任务计划，可包含用于控制推进力生成车辆的指令以提供用于旅程的预定义部分的指定的呢和/或指定的82。指令可被表达为沿着路线的旅程的时间和/或距离的函数。车辆系统可根据操作计划而被自动地控制或者操作计划的指令可被呈现给车辆系统的操作者以使得操作者能根据操作计划(也被称为“教练模式”)手动地控制车辆系统。操作计划可基于旅程简况，其可包含关于路线地理位置的信息等。操作计划也可基于车辆系统的操作信息，比如车辆系统的大小、重量、牵引力、功率输出、重量分布等。
[0058]正如本文所使用的，“车辆系统”可包含单独的推进力生成车辆或多个推进力生成车辆。对于那些包含多个推进力生成车辆的实施例，多个推进力生成车辆可被配置为单独的车辆编组或多个车辆编组。作为一个特定的示例，列车可包含第一、第二和第三机车编组，其中每个机车编组包含两个机车。
[0059]本文描述的实施例的至少一个技术效果可包含摩擦改性剂的更加有效的使用。例如，实施例可识别应用于铁路的摩擦改性剂的不同位置和/或不同量。另一技术效果可包含车辆系统更加有效的使用。随着更多摩擦数据以及随着摩擦数据比通过传统方法获取的数据更加现时，车辆系统可以更加高效的方式操作。
[0060]图1为根据一实施例形成的车辆系统100的示意图。在图示的实施例中，车辆系统100为铁路车辆系统。如图所示，车辆系统100沿着部分路线或轨道102行进。虽然图1中所示的仅为一个车辆系统100时，但可以理解的是若干车辆系统也可在轨道102上行进。车辆系统100包含多个分散的车辆。本文使用的“分散的”车辆是分别的和不同的车辆，其可被可移除地与较大的车辆系统相耦接以及成为较大的车辆系统的部分。车辆系统100可为铁路车辆系统，其包含至少一个推进力生成车辆(例如，机车)，并且可选地包含至少一个相互链接的无动力车辆(例如，车厢或乘客车厢)。
[0061]在图示的实施例中，车辆系统100包含推进力生成车辆104和105以及无动力车辆106和107，它们被机械地彼此链接，并且被配置为沿着轨道102作为编组行进。词“动力”或“推进力生成”指的是车辆能推进自身而不是车辆是否接受或生成用于一个或者多个其他目的的能源。例如，无动力车辆106、107可接收电流以给布置在无动力车辆106、107上的一个或多个负载供电(例如，空调、照明等
[0062]在图1中，推进力生成车辆104可被认为是车辆编组110的主要的或引导车辆，并且推进力生成车辆105可被认作车辆编组110的远程车辆。控制一个或者多个其他推进力生成车辆的推进力生成车辆可被认为是“主要的”或“引导”推进力生成车辆，并且被另一推进力生车辆控制的推进力生成车辆可被认为是“远程”推进力生成车辆。在单独的车辆编组110中的多个推进力生成车辆104、105被配置为作为独立的移动设备进行操作。例如，多个推进力生成车辆104、105可协调12和/或82以沿着轨道102推进车辆系统100。推进力生成车辆105、105也如本文所描述来协调蠕滑和/或牵引/制动测量的获得。
[0063]车辆系统可为或包含单独的车辆编组或包含多个车辆编组，其直接地或者间接地彼此耦接。例如，车辆系统100包含耦接至车辆编组110的第二车辆编组111。当车辆系统包含多个车辆编组时，车辆编组可被称作是子编组。如果车辆系统包含多个车辆编组，则车辆编组可被配置为作为一个单独的移动设备来操作。例如，多个车辆子编组可由协调子编组之间的牵引力和/或制动力以将车辆系统的操作作为一个整体来控制的主计算系统来控制。主要控制系统也可包含如本文所述的用于获得蠕滑和/或牵引/制动测量的指令。
[0064]在一些实施例中，车辆系统100具有分布式的动力系统或者能以不同的模式进行操作。在分布式的动力系统中，不同的推进力生成车辆(或不同的车辆编组)能被可位于主要车辆上的公共的控制系统控制。例如，单独的车辆系统可包含第一和第二推进力生成车辆。用于车辆系统的公共的控制系统可以协调车辆系统的呢和/或82的方式来命令第一和第二推进力生成车辆。更具体地，公共的控制系统可与包含操作指令的第一和第二推进力生成车辆通信信号。然而，公共控制系统可将不同的指令传输至每个推进力生成系统。例如，第一推进力生成车辆被指令以高挡(或节流阀)设置进行操作。同时，第二推进力生成车辆被指令以较低挡设置进行操作或将制动力应用于推进力生成系统。公共控制系统可为单独车辆的一部分，可被分布在这些车辆中，或可为无线控制车辆系统的远程系统。
[0065]同样地，公共控制系统可下指令给多个车辆编组。如一具体的示例，车辆系统可控制引导车辆编组和牵引车辆编组。当这个车辆系统在爬山时，引导车辆编组可到达山顶并在山的下坡面行进。此时，公共控制系统可指令引导车辆编组以停止牵引力并开始制动力。但是，牵引车辆编组可能还没有通过山顶并且仍然在爬山。如果这样，公共控制系统可指令牵引车辆编组来维持牵引力。通过以不同方式来操作引导和牵引车辆编组，可减小连接邻接车辆的机械耦接器处的张力。因此，单独的车辆系统的不同的推进力生成车辆或不同的车辆编组可异步地或彼此独立地进行操作。这也可被称为根据异步模式、独立模式、或解耦模式进行操作。
[0066]值得注意的是提供图1的实施例仅处于图示的目的，并且推进力生成车辆和/或非动力车辆的其他设置、定位、和/或数量可被用于其他实施例。在一些实施例中，推进力生成车辆104可控制其他推进力生成车辆的操作，比如推进力生成车辆105。在其他实施例中，推进力生成车辆104之外的推进力生成车辆可用以控制一个或者多个其他推进力生成车辆的操作。例如，推进力生成车辆105可控制推进力生成车辆104的操作。在一些情况下，控制车辆系统100的主要车辆为控制其他车辆操作的引导车辆(例如，第一车辆在其他情况下，在行进时，主要车辆可跟随或牵引其他推进力生成车辆。
[0067]图1也显示了沿着轨道102的两个路段八和8。如图所示，车辆系统100沿着页面上从左到右的方向在路段A行进。路段A和B中的每一个可具有不同的轨道状况。轨道状况可至少部分基于轨道表面和车辆系统直接接合轨道的表面的车辆系统表面、比如车轮表面之间的摩擦。轨道状况也可基于轨道的外形(例如，梯度或曲率)。至于图1，路段A代表轨道102的一部分，轨道102具有基本上是直的和平坦的路线外形。
[0068]路段B图示了包含感兴趣区域124的路段，感兴趣路段是图1中的曲线。在其他实施例中，感兴趣区域可包含具有不同类型铁轨状况的其他轨道外形和/或轨道。在特别的实施例中，感兴趣区域是具有应用于铁轨的摩擦改性剂的轨道的一部分。可应用摩擦改性剂来有效地增加或减少COF或附着系数。润滑剂可被用于减少COF或附着系数。可被用于增加COF或附着系数的摩擦改性剂的非限制性示例包含沙子(例如，sandite)、复合棒(例如，凯尔森高正摩擦棒)、胶体氧化硅粒子的悬浮剂、辛酸乙酯、叔丁胺溶液、偏硅酸钠、或者上述的任意混合物。
[0069]如本文所描述的，人们可期望知晓摩擦改性剂在其所应用的局部区域中是否有效，以及摩擦改性剂是否已经不被希望地散布至路段的其他部分。因此，本文描述的实施例可获得多个测量以分析摩擦改性剂的有效性。测量可为蠕滑测量、牵引/制动测量，以及有助于分析的其他测量。除了感兴趣区域124，在路线102的基线部分122和126中也可获得测量。由于车辆系统100的行进方向，基线部分122为引导基线部分并且基线部分126为牵引基线部分。在图示的实施例中，相对于感兴趣区域124，基线部分122和126的每一个大体上是直的。但是，在其他实施例中，基线部分122、126和感兴趣区域126相对于彼此具有不同的外形。在一些实施例中，感兴趣区域124也基本上甚至是直的。
[0070]如图1所示，车辆系统100可与非车载系统116 (例如，监测系统)进行通信，非车载系统116可非车载地设置在车辆系统100(例如，外面)。例如，系统116可被设置在铁路公司的中央调度办公室。系统116能生成并传输各种操作计划和/或传输关于轨道状况的信息。系统116也可包含一个或者多个模块用于接收和分析车辆系统100获得的测量。系统116能包含无线天线118(以及关联的收发装置)，比如无线电频率(RF)或蜂窝天线，其无线地发射信号给车辆系统100。车辆系统100也可包含无线天线120 (以及关联的收发装置)。
[0071]虽然下面将参照非车载监测系统进行描述，可以理解的是系统116和/或一个或者多个模块130、132、134可被设置为车辆系统100车载。在这些实施例中，车辆系统100可计算摩擦学特性并且确定摩擦改性剂的有效性。
[0072]返回图1，系统116可包含接收器130，其被配置为从一个或者多个车辆系统接收蠕滑测量和牵引/制动测量，这些测量在一个或者多个车辆系统穿过路段B时被获取。所获得的蠕滑测量和牵引/制动测量可与路段B之间不同的位置相联系。接收器130也可包含或可操作地耦接至无线天线118。接收器130也包含用于接收数据的其他电子装置或组件。接收器130可无线地和/或通过硬接线来接收数据，比如电信线。接收器130可被配置为处理表示蠕滑测量和牵引/制动测量的信号以提供更适于分析的测量。
[0073]系统116也包含被配置为计算轨道102的摩擦学特性的计算模块132。特别的，计算模块132可计算沿着路段B的不同位置处的路段B的摩擦学特性。摩擦学特性可基于从一个或者多个车辆系统获得的蠕滑测量和牵引/制动测量。对应于沿着轨道102指定位置的摩擦学特性可能基于或由在指定位置处车轮表面和铁路表面之间存在的摩擦确定。本文计算的摩擦学特性可提供一些关于存在于这些表面之间的摩擦的量的信息。
[0074]系统116也包含分析模块134，其被配置为确定用于路段B的摩擦改性剂的有效性。有效性可基于沿着路段B的不同位置处计算得到的摩擦学特性。不同位置可为一系列位置(例如，连续的位置)。有效性基于路段B的摩擦学特性(例如，C0F、附着系数或其他摩擦指标)，摩擦学特性由计算模块132计算。在一些实施例中，分析模块134可将不同位置的摩擦学特性与预期的不同位置处的摩擦学特性进行比较。例如，铁路可期望不同位置处的附着系数不超过某些值。此外，如果摩擦改性剂被不恰当的应用、被车辆系统散布、被暴露在恶劣的环境条件中等，可影响附着系数。
[0075]在一些实施例中，分析模块134可计算摩擦改性剂的散布或分布函数。散布函数可表示轨道位置和摩擦学特性值之间的关系。例如，摩擦学特性可为附着系数值。附着系数范围的一个例子可为0.20至0.60。图5图示了三个不同散布函数。从散布函数，可以识别具有不恰当量的摩擦改性剂(例如，过多或多少)的路段的一个或多个部分。更具体地，散布函数可指示具有不充足量或过量摩擦改性剂的路段的一个或多个部分。在一些实施例中，分析模块134被配置为识别路段的具有的摩擦改性剂的量低于第一指定阈值(例如，摩擦改性剂的预期最小值或基线量)一个或者多个区域，和/或其超过第二指定的阈值(例如，摩擦改性剂的预期最大值或限制量)的一个或者多个区域。在第一和第二指定阈值之间，可为摩擦改性剂的量的指定范围。指定范围可被配置为(例如，通过铁路)来(a)降低铁轨的磨损和机车车轮的磨损和/或(b)来获取铁轨和车轮之间预期的附着力。
[0076]在一些实施例中，分析模块134可使用关于摩擦改性剂有效性的补偿数据。更具体地，摩擦学特性值可部分地通过各种补偿因素来确定或修改。补偿数据可包括，例如，推进力生成车辆或车辆系统的重量或负载、车辆系统的速度、环境数据(比如，天气状况，例如，雨、雪、温度)，和/或铁轨外部状况，比如在路线上的树叶或其他碎片。计算和分析模块可使用各种公式来确定摩擦改性剂的有效性。
[0077]通过一个例子，多个车辆系统可在一天之内沿着指定的轨道段行进。随着一段时间(例如，日、周、月)过去，天气状况可改变以使得降水(例如，冰、雪)产生在轨道段的表面或碎片(例如，叶子、泥巴)有时出现在轨道段表面。随着增加降水或增加碎片的一段时间，沿着轨道段行进的每个车辆系统计算得到的摩擦学特性比在降水和碎片不存在时(例如，没有风雨的温暖的日子里)沿着轨道段行进的车辆系统计算得到的摩擦学特性值要小。因此，当确定摩擦改性剂的有效性时，实施例可补偿或考虑天气状况的变化。
[0078]图2是铁路车辆系统200的示意图，车辆系统200包含多个推进力生成车辆202、204。铁路车辆系统200可与车辆系统100 (图1)相似或一致。推进力生成车辆202、204可组成车辆编组或为车辆编组的一部分，车辆编组可以在铁路车辆系统200中耦接或不耦接至其他车辆编组(未示出)。图2中，推进力生成车辆202为主要或引导推进力生成车辆并且推进力生成车辆204为由推进力生成车辆202控制的远程推进力生成车辆。为此，推进力生成车辆202包含控制系统206，其被配置为控制推进力生成车辆202以及可选的推进力生成车辆204的操作。在其他实施例中，推进力生成车辆204可为主要车辆并且可包含控制系统，其被配置为控制推进力生成车辆202的操作。备选地，控制系统206可被分布在推进力生成车辆202、204之间。对于包含多个车辆编组的实施例而言，控制系统206可被配置为控制其他车辆编组的操作。
[0079]控制系统206可具有包含车辆控制模块210和测量模块212的多个模块。控制系统206和模块210和212被配置为传输信号到不同的用于控制铁路车辆系统200操作的组件、配件和子系统并从其接收信号。控制系统206可为或包含一个或者多个控制器、处理器、或基于一个或者多个指令集(例如，软件)执行操作的其他基于逻辑的装置。在一些情况下，控制系统206的不同模块是相同的基于逻辑装置的一部分，或者备选地，被分布在多个基于逻辑装置中。控制系统206操作的指令可被存储在有形的非临时性的(例如，非短暂的信号)计算机可读存储媒介，比如存储器。存储器可包含一个或者多个计算机硬驱动、闪存驱动、狀1、如1、2？1？01等。可选地，控制系统206直接操作的一个或者多个指令集可为硬接线至控制系统206的逻辑，比如通过在控制系统206的硬件中形成的硬接线的逻辑。
[0080]车辆控制和测量模块210、212被显示为被包含在或为控制系统206通用结构的一部分。但是，模块210、212不被要求为相同结构的部分并且可替换为与控制系统206的其他部分分开和/或相互分开。在一些实施例中，一个或者多个模块可定位非推进力生成车辆202车载。
[0081]车辆控制模块210被配置为控制推进力生成车辆202的牵引和/或制动操作。为此，车辆控制模块210被配置为与推进力系统220和制动系统(未示出)进行通信。车辆控制模块210可指令(例如，将信号传输给推进力系统220的一个或者多个组件)以增加或减小动力、牵引力等。例如，指令可为根据一个或者多个操作计划，其指定了由铁路车辆系统200实施的牵引操作(例如，挡或节流阀设置)和制动操作。操作计划可包含指令，指令可用于在仅仅一部分路线或整个路线期间控制车辆系统的牵引力和/或制动力。指令可被表达为沿着轨道旅程的时间和/或距离函数。在一个实施例中，车辆控制模块210可根据操作计划自主地控制推进力生成车辆202的操作。
[0082]推进力系统220可包含可变速牵引机或引擎224，其机械地耦接至自激发电机的转子。在图示的实施例中，自激发电机为交流放电机，以及特别地，3相交流电⑷同步发电机。由发电机226生成的3相电压被提供给电力整流器电桥228的输入端子。整流器电桥228可将交流发电机226的交流电转换或修改为直流(00电。电力整流器电桥228具有输出端子，输出端子将直流电提供给IX:连接或总线230。虽然推进力系统220被描述为作为⑷类型的由柴油提供动力的推进力系统，可以理解的是本文提出的实施例也可以被实现为IX:类型的推进力系统和/或至少部分地由电力提供动力的推进力系统(例如，电池、悬链线等)。
[0083]如所示的，00链路230被电气连接至逆变器232、234。逆变器232、234被配置为以为牵引电机241-244提供动力的指定频率将直流电转变(例如，逆变)为交流电。响应于来自控制系统206(或车辆控制模块210)的门控信号，逆变器232、234可使用接入和切断传导的高功率门控断开装置以使得在IX:链路230上将直流电压逆变为被控制的频率交流电压。
[0084]虽然未示出，IX:链路230也可被电气地耦接至其他组件，比如，调节设备和/或辅助子系统。调节设备可被配置为过滤不需要的频率或调整％链路230的电流。辅助子系统可被操作地耦接至一个或者多个非牵引组件(例如，压缩机、风扇或鼓风机、车载空调、散热器)。
[0085]电机241、242被电气地连接至逆变器232并且由其供电，并且电机243、244被电气地连接至逆变器234并且由其供电。电机241、242彼此电气地并联，并且电机243、244彼此电气地并联。在一些实施例中，电机241-244为可调速…牵引电机。同样示出，电机241-244可操作地分别耦接至轴251-254，轴251-254每个都被耦接至车轮271-274。电机241-244、轴251-254、以及车轮271-274可组成各自的轴车轮组261-264。例如，电机241、轴251和一对车轮271可组成车轮组261，其被配置为生成用于推进推进力生成车辆202的丁2，并且，因此，铁路车辆系统200也可被推进。轴车轮组261-624中的每一个可被选择地由车辆控制模块210和控制系统206控制以提供指定的(例如，轴。更具体地，推进力生成车辆202的轴车轮组261-264可被选择地控制为提供不同的轴呢。
[0086]虽然未显示，推进力生成车辆204可有作为推进力系统220的相似的或一致的推进力系统。在一些实施例中，推进力生成车辆204的推进力系统(未示出)可由控制系统206控制。推进力生成车辆202、204可通过通信缆线265而彼此通信地耦接。缆线265可包括，例如，多单元上以太网(61⑴缆线。缆线265可使能推进力生成车辆202、204与铁路车辆系统200关于各种操作彼此通信。值得指出的是，但是，这些实施例可使用其他通信方法，比如其他有线系统、有线分布式电力①?)链路、无线通信(例如，无线电通信)等。
[0087]在图示的实施例中，推进力生成车辆202、204彼此相邻并且通过机械耦接器266直接相连。机械耦接器266可允许一些公差或松散以使得推进力生成车辆202、204被允许向着彼此或远离彼此地移动一个限制的距离。在可选实施例中，推进力生成车辆202、204可彼此不邻接。替换地，推进力生成车辆202、204可通过其他车辆被间接地彼此耦接，其他车辆可为推进力生成或非动力车辆。例如，推进力生成车辆202可如图2所示的引导铁路车辆系统200并且推进力生成车辆204可被设置在距离推进力生成车辆204的铁路车辆系统200的大约2/3长度处。
[0088]图2的推进力生成车辆202、204仅为在本文可被用于实施例的机车的特定例子。可以理解的是可对铁路车辆系统200和使用的其他类型的机车作出各种修改。例如，可以预期的是为每个电机提供逆变器或者将其他的电机耦接至单独的逆变器。同样地，可以理解的是本文描述的本发明主题不限制于4轴系统并且可等同地用于其他系统，例如，具有彼此相连的六个逆变器的6轴机车以用于为每个连接至6个轴中相应一个的6个牵引电机的相应一个供电。
[0089]铁路车辆系统200可沿着路线208行进，比如具有一条或多条铁轨的轨道。推进力生成车辆202、204中的每一个使用各自车辆的车轮组来帮助驱动铁路车辆系统200。例如，牵引电机241-244将扭矩传递给车轮271-274，其沿着路线208施加正切力(例如，牵弓|力)，因此沿着路线208推进铁路车辆系统200。在推进力生成车辆202的每个车轮上出现的丁2与作用于对应车轮上的法向力280成比例。单独的轴车轮组的轴基本上等于在各自车轮组上作用的法向力280乘以的摩擦系数。由推进力生成车辆202提供的全部12是每个轴呢的总和。
[0090]对于动态制动模式，牵引电机241-244被重新配置(通过电力切换装置(未示出))以使得牵引电机241-244作为发电机来操作。这样被配置，牵引电机241-244生成电力，其具有减慢推进力生成车辆202的作用。在一些情况下，在动态制动模式下生成的电力可被传递至电阻栅(未示出)，电阻栅被耦接至推进力生成车辆202。动态制动能量可被转换为热量并且从推进力生成车辆202通过电阻栅被消耗。在其他实施例中，动态制动能量可由推进力生成车辆202存储(例如，电池)。
[0091]也如图2所示，铁路车辆系统200可包含多个检测装置291-295。控制系统206的检测装置293、294可分别与逆变器232、234合并，但是检测装置293、294可在其他实施例中具有其他位置。布线地，电机241-244中的每一个可包含对应的检测装置。检测装置293,294可被配置为监测一个或者多个操作状况，状况与TE、BE和/或蠕滑具有直接关系。更具体地，获取的关于操作状况的数据可被用于计算蠕滑测量、牵引测量或制动测量的至少一个。在一些实施例中，检测装置293、294可被配置为检测电机特性，比如电机电流、电机RPM、电机扭矩、以及电机功率。数据能与测量模块212进行通信。
[0092]检测装置291、292可从车轮组261-264获取数据，车轮组261-264与TE、BE和/或蠕滑具有直接关系。这些数据可被用于计算本文描述的蠕滑测量、牵引测量或制动测量中的至少一个。例如，检测装置291、292可被配置为检测转速、扭矩、扭转震动、车速(例如，地面速度)、轮应变、轴应变、狗骨式应变或电机速度中的至少一个。数据可被传输至测量模块212。
[0093]在图示的实施例中，检测装置291、292分别为旋转速度和车轮速度传感器。检测装置291可传输数据(例如，以信号的形式)，数据代表对应车轮组的旋转速度。例如，检测装置291可测量正在旋转的对应车轮组的车轮、轴或电机轴转的有多快。在特定实施例中，检测装置291检测提供至代表车轮速度的对应电机的电力的电压或电流信号。检测装置292传输数据，数据表示沿着路线208移动的推进力生成车辆202有多快。例如，检测装置292可包含雷达系统(例如，多普勒雷达枪或其他类型的雷达系统)或者全球定位系统(GPS)，其被用于获取代表推进力生成车辆202沿着路线208移动速度的数据。也可使用其他车辆速度传感器。代表车轮速度和车辆速度的数据能被传输至测量模块212。
[0094]再如，检测装置291-294可监测或获取与车轮蠕滑相关的数据以改进或优化铁路车辆系统200操作期间的车轮蠕滑。更具体地，如果推进力生成车辆202的车轮组261-264的每一个以这样的角速度旋转，该角速度的实际圆周速度(例如，车轮速度)稍高于(在电机驱动状态下)或者稍低于(在制动状态下)车辆的实际速度，可获取指定的牵引力或制动力。车辆行进的线性速度(被称作车辆速度)和车轮速度之间的不同被称为车轮蠕滑。本文通常在车轮蠕滑值上具有相对低的限制，在其实现峰值牵弓I力或制动力。
[0095]这个值，公知为最优蠕滑，为依赖于铁路车辆系统200和路线208的车辆速度和表面情况的变量。最优蠕滑对应于所应用的车轮-铁轨附着-蠕滑曲线的峰值。远离最优蠕滑的任意或所有车轮组的操作，比如过大的蠕滑值，可造成车轮至表面附着度的减少或损失。如果车轮对表面附着度被减少或损失，一些或所有的车轮可过度地滑移。这通常是不期望，由于滑移会使得推进力系统的驱动组件中的车轮磨损、铁轨损坏、高机械应力加速以及不期望的牵引力(或制动力)的减少。
[0096]检测装置295可操作地被连接至机械耦接器266以及被配置为检测机械耦接器266处维持的应力或动力。在一些实施例中，由检测装置295获取的数据可被用于计算用于确定摩擦学特性的测量。
[0097]测量模块212被配置为获取与铁路车辆系统200的蠕滑测量和牵引/制动测量相关的数据。但车辆系统通过路段时，可获得路段中不同位置处的数据。可用于计算蠕滑测量和/或牵引/制动测量的数据可从检测装置291-295传输至测量模块212。在一些实施例中，测量模块212计算从铁路车辆系统200传送至系统116的测量。在其他的实施例中，检测装置291-295计算这些测量。
[0098]在一些实施例中，测量模块212可分析这些测量和/或数据以确定数据是足够的或者值得信任的。测量模块212可以预定义格式来打包测量或数据以使得监测系统(例如，系统116)可识别这些测量。测量模块212可执行初步处理步骤。例如，测量模块212可从检测装置291-295获取数据并且计算那些将被用于确定摩擦改性剂有效性的测量。更具体地，测量模块212可基于由一个或者多个检测装置291-295获取的数据来计算一个或者多个蠕滑测量。测量模块212也可基于由一个或者多个检测装置291-295获取的数据来计算一个或者多个牵引测量或一个或者多个制动测量。
[0099]在一些实施例中，测量模块212可将与测量相关的测量或数据传输至传送器296。传送器296被配置为从铁路车辆系统200将蠕滑测量和牵引/制动测量传输至例如系统116。在其他实施例中，铁路车辆系统200可从测量计算摩擦学特性并且确定摩擦改性剂的有效性。例如，铁路车辆系统200可具有计算模块和分析模块。其与计算和分析模块132、134相似或一致。
[0100]图3为根据一实施例图示方法300的流程图。方法300，例如，可使用本文讨论的各种实施例(例如，系统和/或方法)的结构或方面。在各种实施例中，某些步骤(或操作)可被省略或增加，某些步骤可被合并，某些步骤可同时地被执行，某些步骤可被并发地执行，某些步骤可被划分为多个步骤，某些步骤可以不同顺序执行或者某些步骤或系列步骤可以迭代的方式被重新执行。方法300(或其某些步骤)可由一个或者多个算法执行，算法被基于逻辑的装置执行以控制硬件(例如，推进力系统、测量模块、分析模块)来执行如本文所描述的指定操作。
[0101]方法300可包含获取在路段的不同位置处的蠕滑测量以及牵引/制动测量(在步骤302)。蠕滑测量和牵引/制动测量可为上面所述的测量。蠕滑测量和牵引/制动测量或用于计算蠕滑测量和牵引/制动测量的数据可在牵引操作期间(例如，当车辆系统或推进力生成车辆被监测时)，在制动操作期间，或者在车辆系统或推进力生成车辆空载时(例如，滑行)被获取。
[0102]在一些实施例中，获取(在302)包含仅获取单独车辆系统的测量。在其他实施例中，获取(在302)包含从多个车辆系统获取测量。例如，在路段上行进以及能获取蠕滑和牵引/制动测量的每个车辆系统能将测量传输至例如非车载监测系统。
[0103]获取(在302)可包含连续地、以周期速率或非周期速率来获取测量。例如，非周期速率可包含在车辆系统位于感兴趣区域外时(例如，在主要的或跟随基线的路段部分中)获取少量的测量。非周期性速率包含当铁路车辆系统接近感兴趣区域(例如，变得更加靠近)时获取递增的越来越多的测量。在一些实施例中，测量可在车辆系统位于感兴趣区域中时连续地获取。在其他实施例中，测量可在车辆系统位于路段的感兴趣区域内外时被连续地获取。
[0104]在一些实施例中，路段为至少一千米(或者同等的英里)或者至少两千米(或者同等的英里在一些实施例中，路段至少为一英里(或者同等的千米)或者至少两英里(或者同等的千米在一些实施例中，蠕滑测量和牵引/制动测量被平均地获取，沿着路段每100米至少一次，每50米至少一次，或者，更具体地，每10米至少一次。在一些实施例中，所有获取的以及被分析模块使用的测量总量为至少100次测量，或者具体地，至少1000次测量。100或1000次测量可来自单独的车辆系统或来自多个车辆系统。
[0105]在一些实施例中，获取(在302)包含指令推进力生成车辆的推进力系统以在指定的模式中进行操作。例如，如果推进力生成车辆包含多个车轮组，获取(在302)可包含将第一车轮组的牵引力增加指定量并且将第二车轮组的牵引力减少指定量，由此维持对应车辆系统的总牵引力。通过增加第一车轮组的牵引力，可获得更为清楚的摩擦学特性的测量。更具体地，增加牵引力可能在第一车轮组处引起更大的滑移(例如，更大的蠕滑测量)，其对应着摩擦学特性中更高的置信度。进一步，通过不改变车辆系统的总牵引力，测量可被自动地获取而不用总是打断或偏离操作计划或者操作者指令。
[0106]布线地或额外地，获取(在302)可包含以指定的节流阀设置来操作对应的车辆系统。在一些例子中，节流阀设置可对应于最大的牵引力。当车辆系统得到最大牵引力时，车辆系统可继续增加牵引力直到确定最优蠕滑点。更具体地，当节流阀设置需要最大牵引力时获取的牵引/制动测量可代表最优蠕滑点。最优蠕滑点可被用于确定摩擦学特性。
[0107]在其他实施例中，获取(在302)可包含以指定节流阀设置来操作对应的车辆系统，在其中节流阀设置需要的牵引力比最大牵引力小。尽管如此，蠕滑测量可被获取并且与所应用的牵引力(或制动力)相关联。这样的例子在形成牵引-蠕滑曲线的初始斜率时可能特别适合。
[0108]因此，当提供牵引力或者提供制动力时，可在任意时刻获得蠕滑测量。此外，当推进力生成车辆正在移动而引擎有效空转时，可获得蠕滑测量。如上所述，不同的车轮组可提供不同的力以使得力(例如，制动力或牵引力)变化总和大体上为零。当单独的一个车轮组的力变化时，可获得蠕滑测量。因此，可获取多个数据点，其可被用于获得摩擦改性剂的信息。例如，数据点可被用于形成牵引-蠕滑曲线。
[0109]图4提供了包含牵引-蠕滑曲线331-222的图330。牵引-蠕滑曲线331-333中每一个表示了牵引力与蠕滑的关系，关系基于沿着相同路段的不同位置处获得的数据点。Y轴对应着增加的牵引力，而X轴对应着增加的蠕滑。值得注意的是，相似的曲线(或关系)可被显示以用于其他牵引力/马力特性和蠕滑。例如，在一些情况下，附着系数可表示与蠕滑的相似关系。如图所示，每个曲线都展示了牵引力和蠕滑之间稍有不同的关系。这可能是由于路段的位置处摩擦改性剂的量。曲线331-333中的每一个都分别具有最优蠕滑341-343，并且分别具有牵引-蠕滑斜率351-353。最优蠕滑341-343和/或牵引-蠕滑斜率351-353可被用于计算摩擦学特性。
[0110]返回至图3，方法300也可包含传输(在304)蠕滑和牵引/制动测量并且接收(在306)蠕滑和牵引/制动测量。测量可被系统(例如，监测系统，比如系统116)接收。在另一实施例中，测量可不进行外部传输，替换地，可被传输至板上系统，系统被配置为计算摩擦学特性以及可选地，基于摩擦学特性确定摩擦改性剂的有效性。
[0111]方法300也包含获取(在308)补偿数据，数据与蠕滑或牵引/制动测量相关或可对蠕滑或牵引/制动测量有影响。摩擦学特性可为各种变化因素的函数。例如，摩擦学特性可基于推进力生成车辆的重量或测量系统的重量、测量系统的速度、以及测量系统的预定义的限制。这些补偿数据可由车辆系统传输至监测系统。其他补偿数据可包含环境数据，t匕如，天气状况(例如，雨、雪、温度)和外部铁路状况，比如，轨道上的落叶。
[0112]方法300也包含计算(在310)计算路段不同位置处的摩擦学特性。在特定的实施例中，摩擦学特性表示或基于轨道位置的⑶？或轨道位置的附着系数。如本文所述，00？和附着系数可直接受到摩擦改性剂的影响。各种公式可被用于计算摩擦学特性。
[0113]方法300也可包含确定(在312)摩擦改性剂的有效性，摩擦改性剂被用于路段(例如，在路段中的感兴趣区域确定(在312)可包含确定函数(例如，图或关系曲线或公式)，其将摩擦学特性表示为位置函数。图5显示了曲线图360，其包含了三个单独的曲线361-363，曲线图示了摩擦学特性和位置之间的关系。在这个例子中使用的摩擦改性剂为配置为降低附着性的润滑剂。标识了沿着轨道的感兴趣区域365，及摩擦学特性(例如，附着系数)的合适的范围366被为感兴趣区域365显示。更具体地，可以预期的是摩擦学特性在合适的范围366中以用于整个感兴趣区域365。如图所示，曲线361对应于路段，其中在部分的感兴趣区域365中存在不充足或不适当量的润滑剂。更具体地，摩擦学特性相对较高并且不在部分感兴趣区域365的合适的范围366中。曲线363对应于路段，其中存在过量的润滑剂。如图所示，摩擦学特性相对较低或没有超过甚至感兴趣区域365外部的合适区域366。更具体地，润滑剂超出了感兴趣区域并且可阻止车辆系统获取最大的牵引力。曲线362对应于具有恰好量的润滑剂的路段。
[0114]在一些实施例中，确定(在312)摩擦改性剂的有效性可包含标识路段中的一个或者多个部分，这些部分具有不适当量的摩擦改性剂或具有过量的摩擦改性剂。例如，用于路段不同部分的摩擦学特性可与第一指定阈值(例如，期望的最小或基线量)进行比较和/或与第二指定阈值(例如，期望的最大或限制量)进行比较。在一些实施例中，确定(在312)摩擦改性剂的有效性可包含将摩擦学特性与预期的摩擦学特性进行比较。例如，将曲线361和636中一个与曲线362进行比较。
[0115]方法也包含基于摩擦改性剂的有效性生成(在314)摩擦管理计划。摩擦管理计划可包含将摩擦改性剂用于路段的指令。摩擦调整期可被用户或货运车辆系统使用，比如，获取测量的那些系统，或者那些具体地被配置为使用摩擦改性剂的系统或装置。在摩擦管理计划中的指令可包含在沿着路段的指定点处增加摩擦改性剂量和/或在沿着轨道的指定处减少摩擦改性剂量。可由更多的时常使用的应用和/或更多的被用于每个应用的摩擦改性剂来完成增加。可由更少的应用和/或更少的被用于每个应用的摩擦改性剂来完成减少。摩擦管理计划也可推荐使用不同的摩擦改性剂。
[0116]如本文所用的，词“系统”和“模块”包括硬件和丨或软件系统，其操作以执行一个或者多个功能。例如，模块或系统可包含计算机处理器、控制器、或其他基于逻辑的装置，装置基于指令执行操作，指令被存储在有形的和非临时性的计算机可读存储媒介上，比如计算机存储器。可选地，模块或系统可包含硬连线装置，其基于装置的硬连线逻辑执行操作。在附图中显示的模块可表示基于软件或硬件指令操作的硬件，软件指示硬件执行操作，或它们的组合。
[0117]如本文所使用的，以单数列举的元件或步骤以及用词“一个”限定的应理解为不是限制所述元件和步骤的数量，除非这种排除被明显地陈述。此外，当前描述的发明主题中的引用“一个实施例”或者“一种实施例”不应被解释为排除包含所列举特性的其他实施例的存在。而且，除非显性地进行相反陈述，实施例“包括”，“具有”一个元件或多个具有特定属性元件可包含其他不具有那个属性的这样的元件。
[0118]在一个实施例中，所提供的方法包含，当至少一个车辆系统通过该路段移动时，从至少一个车辆系统获取沿着路段的不同位置处的蠕滑测量和牵引/制动测量。该方法也包含在不同位置处计算该路段的摩擦学特性。该摩擦学特性可基于来自至少一个车辆系统的蠕滑测量和牵引/制动测量。该摩擦学特性指示了该路段不同位置处的摩擦系数。该方法也包含基于该摩擦学特性来确定用于该路段的摩擦改性剂的有效性。
[0119]在一个方面，获取该蠕滑测量和牵引/制动测量可包含从每个车辆系统获取贯穿该路段的一系列的蠕滑测量和牵引/制动测量。可选地，该路段可至少为半千米长或者至少一千米长，或者更具体地，至少两千米长。可选地，该蠕滑测量和该牵引/制动测量可被均匀地获取，至少该路段每隔100米一次。在一些实施例中，该蠕滑测量和牵引/制动测量可被均匀地获取，至少该路段每隔50米一次。在更加特定的实施例中，该蠕滑测量和该牵引/制动测量可被均匀地获取，在该路段上每隔10米至少一次。
[0120]在另一方面，从至少一个车辆系统获取该蠕滑测量和该牵引/制动测量可包含响应于第一车轮组的牵引力增加指定量和第二车轮组牵引器减少指定量从而维持该至少一个车辆系统的总牵引力来获取该蠕滑测量和该牵引/制动测量。
[0121]在另一方面，从该至少一个车辆系统获取该蠕滑测量和该牵引/制动测量包含该牵引/制动测量表现为不同位置处的最大牵引力。
[0122]在另一方面，该至少一个车辆系统根据操作计划进行操作。该操作计划包括预定义的指令，该指令用于至少一个车辆系统的一个或者多个推进力生成车辆以提供指定牵引力或指定制动力中的至少一个。
[0123]在另一方面，该至少一个车辆系统包含至少一个机车，其中多个蠕滑测量和多个牵引/制动测量可从至少一个机车获取。
[0124]在另一方面，该方法也包含，当该至少一个其他分别的车辆系统穿过该路段时，从至少一个其他分别的车辆系统获取该蠕滑测量和该牵引/制动测量。计算该路段的摩擦学特性包括使用来自至少一个其他分别的车辆系统的该蠕滑测量和该牵引/制动测量。
[0125]在另一方面，获取该蠕滑测量和该牵引/制动测量包含在非车载(例如，远程设置的站点)监测系统获取该蠕滑测量和该牵引/制动测量。该至少一个车辆系统可为沿着路段上行进的多个单独的车辆系统。
[0126]在另一方面，摩擦学特性可为附着系数或可基于或指示了附着系数。
[0127]在另一方面，提供了包含接收器的系统，该接收器可被配置为，当该至少一个车辆系统穿过该路段时，接收来自沿着该路段不同位置处该至少一个车辆系统的该蠕滑测量和该牵引/制动测量。该系统也包含计算模块，其被配置为计算该路段不同位置处的摩擦学特性。该摩擦学特性基于来自至少一个车辆系统的该蠕滑测量和该牵引/制动测量。该摩擦学特征指示了路段不同位置处的附着系数。该系统也包含分析模块，其被配置为基于不同位置处的摩擦学特性来确定用于该路段的摩擦改性剂的有效性。
[0128]在一方面，分析模块被配置为将不同位置处的摩擦学特性与不同位置处的预期的摩擦学特性进行比较。
[0129]在另一方面，该分析模块被配置为识别该路段的一个或者多个区域，该区域具有低于第一指定阈值的量的摩擦改性剂，并且识别了该路段的一个或者多个区域，该区域具有高于第二指定阈值的量的摩擦改性剂。
[0130]在另一方面，该接收器被配置为接收与路况相关的补偿数据并且该分析模块被配置为使用用于补偿路况的补偿数据来确定该摩擦改性剂的有效性。
[0131]在另一方面，该接收器被配置为从至少一个车辆系统接收一系列穿过该路段的该蠕滑测量和该牵引/制动测量。
[0132]在另一方面，该路段至少为两千米长并且其中均匀地获取了该蠕滑测量和该牵引/制动测量，该路段上每隔50米至少一次。
[0133]在另一方面，系统(例如，车辆系统的控制系统)被提供为包含车辆控制模块，该车辆控制模块被配置为控制车辆系统的牵引和制动操作。该系统也包含测量模块，其被配置为当车辆系统穿过该路段时在沿着路线的不同位置处获取该车辆系统的蠕滑测量和牵引/制动测量。该系统也包含发射器，其被配置为从该车辆系统通信该蠕滑测量和该牵引/制动测量。该车辆控制模块被配置为将第一车轮组的牵引力增加指定量并且将第二车轮组的牵引力减少指定量，从而维持该车辆系统的整个牵引力。该测量模块被配置为当第一和第二车轮组分别以增加和减少的牵引力操作时获取该蠕滑测量和该牵引/制动测量。
[0134]在一方面，该测量模块被配置为当该车辆系统以指定的节流阀设置进行操作时获取车辆系统的该蠕滑测量和该牵引/制动测量。该牵引/制动测量可表示不同位置处的最大牵引力。
[0135]在另一方面，该车辆控制模块被配置为根据操作计划来控制该车辆系统。该操作计划包含用于该车辆系统的一个或者多个推进力生成车辆的预定指令以提供至少一个指定的牵引力或指定的制动力。
[0136]在另一方面，该车辆系统包含机车。
[0137]在另一方面，该车辆系统包含多个机车。该计算模块被配置为从多个机车获取该蠕滑测量和该牵引/制动测量。
[0138]在另一方面，该车辆系统包含运输至少一个货物或旅客的车厢。
[0139]在另一方面，多个车辆系统中的至少一些可包含多个机车。这些机车中的每一个可获取多个蠕滑测量和多个牵引/制动测量。
[0140]在另一方面，该些车辆系统可包含运输至少一个货物或旅客的车厢。
[0141]在一个实施例中，提供了一种系统，该系统包含一个接收器，该接收器被配置，为当该车辆系统穿过该路段时，在路段的不同位置处从多个车辆系统接收蠕滑测量和牵引/制动测量。该系统也包含计算模块，该计算模块被配置为在不同位置处计算路段的摩擦学特性。该摩擦学特性是基于来自该车辆系统的蠕滑测量和该牵引/制动测量，其中该摩擦学特性指示了在各自位置处的路段的摩擦系数。该系统也可包含分析模块，其被配置为基于该摩擦学特性来确定被用于该路段的摩擦改性剂的有效性。
[0142]在另一方面，该路段为至少500米长或者至少1千米长，或者特别地，至少两千米长。优选地，多个蠕滑测量和该牵引/制动测量可均匀地与后续设置相关，该路段上每100米至少一次，该路段上每50米至少一次，该路段上每10米至少一次。
[0143]可以理解的是，上面的描述旨在说明，而不是限制。例如，上述实施例(和/或它的各方面)可彼此组合地使用。此外，可不背离本发明范围而作出一些修改来适应本发明主题的技术材料或特定情况。当本文描述的各种尺寸、各种类型的材料旨在定义本发明主题的参数，它们不意味着限制并且为示例性实施例。基于上面的描述，一些其他的实施例对于一名本领域普通技术人员而言是显而易见的。因此，本发明主题的范围可参考所附的权利要求而被确定，也要求了与这些权利要求具有等同范围的全部权利。在所附权利要求中，词“包含(111(:111(11118) ”和“其中(111 丨也)”被用作词“包括(⑶卹!^；!^) ”或“其中各自简明英语的等同词。此外，下面的权利要求中，词“第一”、“第二”、和“第三”等仅被用作标签，并且不意在强加这些对象的数量要求。进一步，下面权利要求的限制以装置加功能方式进行撰写，并且不试图基于35 1 3.(:5 112，第6段来解释，除非或直到这些权利要求限定明确地使用词“用于......的装置作!")”伴随着使用了排除具有进一步结构的功能的表述。
[0144]所记载的描述使用了示例来披露本发明主题的一些实施例，并且也能使得本领域普通技术人员实现本发明主题的实施例，其包含制造和使用任意装置或系统以及执行任意被包含的方法。本发明主题的专利范围由权利要求定义，并且可包含其他示例，这些示例可由本领域技术人员想到。这样其他的示例旨在包含在该权利要求的范围内，只要它们具有的与该权利要求的文字描述没有区别的结构要素，或者如果他们包含大体上区别于该权利要求文字描述的等同结构要素。
[0145]当结合附图阅读时，前面本发明主题的某些实施例的描述将被更好地理解。到各种实施例的功能框图的示例图程度，该功能框图不是必须指示了硬件电路之间的划分。因此，例如，一个或者多个功能框(例如，控制器或存储器)可以单独的一片硬件(例如，通用目的信号处理器、微控制器、随机访问存储器、硬盘等)的方式来实现。类似地，该程序为独立的程序，可被包含为操作系统中的子程序，可为安装的软件包中的函数等。各种实施例不限制附图中所示的布置和结构。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 当至少一个车辆系统穿过路段时，从所述至少一个车辆系统获取沿着所述路段的不同位置处的蠕滑测量和牵引/制动测量； 计算所述不同位置处的所述路段的摩擦学特性，所述摩擦学特性基于来自所述至少一个车辆系统的所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量，其中所述摩擦学特性指示所述不同位置处的所述路段的摩擦系数；以及 基于所述摩擦学特性来确定应用于所述路段的摩擦改性剂的有效性。
2.根据权利要求1的方法，其中获取所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量包括获取所述至少一个车辆系统的贯穿所述路段的一系列的所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量。
3.根据权利要求1的方法，其中所述路段为至少2千米长并且其中对所述路段平均每50米至少获取一次所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量。
4.根据权利要求1的方法，其中从所述至少一个车辆系统获取所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量包含响应于第一车轮组的牵引力增加指定量和第二车轮组的牵引力减少指定量从而维持所述至少一个车辆系统的总牵引力来获取所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量。
5.根据权利要求1的方法，其中从所述至少一个车辆系统获取所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量包含所述牵引/制动测量表示所述不同位置处的最大牵引力。
6.根据权利要求1的方法，其中根据操作计划来操作所述至少一个车辆系统，所述操作计划包含对于所述至少一个车辆系统的一个或者多个推进力生成车辆的、提供指定的牵引力或指定的制动力中的至少一个的预定指令。
7.根据权利要求1的方法，其中所述至少一个车辆系统包含至少一个机车并且其中多个所述蠕滑测量和多个所述牵引/制动测量从所述至少一个机车获取。
8.根据权利要求1的方法，进一步包括当至少一个其他分别的车辆系统穿过所述路段时从所述至少一个其他分别的车辆系统获取蠕滑测量和牵引/制动测量，其中计算所述路段的所述摩擦学特性包含使用来自所述至少一个其他分别的车辆系统的所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量。
9.根据权利要求1的方法，其中获取所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量包含在非车载监测系统获取所述蠕滑测量和所述牵引/制动测量，所述至少一个车辆系统为沿着所述路段行进的多个分别的车辆系统。
10.根据权利要求1的方法，其中所述摩擦学特性为附着系数或者基于或指示附着系数。
【文档编号】B61K9/08GK104309639SQ201410396965
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2013年6月12日
【发明者】A·K·库马, J·F·诺夫辛格 申请人:通用电气公司